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環境污染怎麼影響乳品質?來自大地的恩賜與陰影

活躍星系核_96
・2016/09/17 ・3814字 ・閱讀時間約 7 分鐘 ・SR值 603 ・九年級

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文/金山豆|中興大學動物科學系學士,英國諾丁漢大學動物科學博士

人類文明的起始,與學會馴養家畜以得到穩定蛋白質供應有著密切的關係。來自草食動物如山羊、牛、馬等乳品生產,只需簡單的草料與粗糙的照應,就能供應優良蛋白質與熱量,因此成為早期糧食生產尚不穩定的人類社會十分重要的營養支柱。在近代產業文明興起後,科學化集約飼養技術的建立,更讓乳製品成為人類社會日益普及的營養來源之一,特別在各國經濟發展的歷程中,協助解決營養不良及相關公衛健康問題,具有不可磨滅的貢獻。

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飼養牛隻的牧場。圖/By Martin Abegglen – Flickr: cow, CC BY-SA 2.0, wikimedia commons.

飼料進步了,但環境卻大退步

在乳用動物飼養生產過程中,牠們的營養與生理健康狀態,深受當地自然環境影響,包括飲用水、空氣條件、以及攝取的飼料作物品質

近代乳用動物飼養管理技術的發達,也反應在飼料營養條件的改善上,牧場透過不同粗料 (草料) 與精料 (穀物) 及營養補充劑 (維生素、礦物質等)的組合 ,調配出適合動物的最佳化飼料配方。除了讓動物吃得更營養之外,搭配育種與輔助生殖技術 (冷凍精液、人工受精、早期懷孕診斷等),大幅增加了乳用動物的產乳性能,促使現代化的酪農產業的建立,讓各種乳製品的價格更加低廉而普及化。

然而,人類文明現代化對自然環境也帶來了深遠而全面的影響。

傳統產業的進步、新興產業的誕生與成熟,不只替人類社會創造巨大的資產,卻也在開發的過程中,於自然環境中留下了龐大的產業副產品。這些副產物往往對自然生態系統帶來不同程度的破壞,特別是其中具有生物危害性的污染物,在進入自然環境之後,透過水與土壤的曝露,進一步移行到環境動植物體內,持續存在並發揮其影響力;而根植於自然水土環境運作的農業,也因此難以避免曝露的風險。

環境污染怎麼影響乳品質?

在畜牧業,特別是在養週期相對較長的乳用動物 (肉用動物飼養週期如肉雞的五週至十二週,到肉豬的六月齡,乳用動物如山羊與乳牛則可達三到七年甚至更長),其飼養環境與飼料、飲用水是否受到環境污染、污染物是否移行至體內蓄積、甚至隨乳汁分泌而進入人類食物供應鍊,將明顯影響人類的食品安全。

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飲用水是否受到環境污染也是乳牛等乳用生物是否能生產好生乳的影響因素之一。圖/PublicDomainPictures

在目前已知的環境污染物中,傳統產業如礦業及現代輕重工業所帶來的各種重金屬,或新興化學污染物如聯苯類化合物(多氯聯苯、多溴聯苯等,包括俗稱戴奧辛的二氧雜環己二烯),便可能透過不同方式進入土壤、水、空氣、以及各種農作物之中。雖然其中重金屬類的污染有可能也與各地自然礦脈露出、地質組成特性有關,不盡然與人類活動有關,但新興化學污染物則與人類產業污染有密切關聯性。

開發中國家的重金屬汙染

重金屬及聯苯類化合物因生物通透性、蓄積性佳、易經由乳用動物代謝進入乳汁中而形成殘留,因此歐盟主要酪農產業國家,在 2002 年即已針對這些污染物進行監控,並視各國情況訂立生乳殘留標準。目前歐盟食物安全局 (European Food Safety Authority) 明列砷、汞、鉛、鎘、錫等重金屬為檢測目標,其它重金屬曝露風險如銅、鉻、鋅等,亦在持續研究與評估之中。

在開發中國家因產業生產規範尚未成熟,因此輕重工業、傳統產業的重金屬污染被認為可能對當地畜牧產業與產品造成程度未明的污染。

工汙
工業汙染進入鄰近地區/來源:Jorge Franganillo@Flickr

伊朗

2015 年伊朗大不里士醫科大學 (University of Tabriz Medical Science) 曾對該國工業城市區域與傳統農牧區的三十二處酪農農場生乳樣本做汞、砷、鎳、錫四種重金屬做檢驗[1],其中部份生乳樣品中鎳與錫的濃度超過聯合國食品法典委員會(Codex Alimentarius Commission, CAC)的可容許規範,高達 310.55 μg/L 與 314.64 μg/L(Codex 規範分別為 200 與 300 μg/L)。令人意外的是,鎳的濃度分布趨勢固然與工業區高度相關,可解釋為源自工業污染,然而同樣被視為常見工業污染物的錫,卻在傳統農牧區生乳樣本中呈現出高過工業區域四倍濃度的現象。這個檢測結果引導出兩個可能性:工業區的污染可能經由未確認的方式進入傳統農牧區造成二次污染;又或者傳統農牧區基於地理特性具有原生污染源存在。

義大利

類似的研究結果也出現在早前 2003 年時,義大利梅西納大學(University of Messina) 的藥理研究團隊,針對義大利南部的卡拉布里亞 (Calabria) 地區四十家酪農牧場出產的生乳做的多種金屬檢測中,其中以砷污染的歧異度最大。有十家牧場的生乳樣本砷濃度超過 Codex 規範的140 μg/L,最高甚至來到 684 μg/L 的水準 [2]。然而,卡拉布里亞一地是傳統農牧區,鮮少工礦產業存在,因此工礦污染似乎可能性不高。研究團隊認為這可能是當地興盛的果蔬農場所常用的含砷殺蟲劑與除草劑,經由水與土壤污染再進入當地乳牛食物鍊,代謝移行至生乳後的結果。

印度

另一方面,印度斯溫卡泰斯瓦拉大學 (University of Sri Venkateswara) 研究團隊以乳用水牛進行高鉛飼料曝露實驗時,發現大部份鉛隨著血液循環進入生乳中。同時,提高的生乳含鉛量排擠了生乳中的營養成份,特別是鐵與鋅的含量下降到原來的一半不到。而乳用水牛的肝臟也呈現輕到中度發炎現象,代表著飼料中鉛的曝露,不但增加生乳有毒重金屬的含量、削減部份生乳營養成份、也對乳用水牛本身的健康造成負面影響 [3]

整體來說,這些研究結果代表酪農產業有必要持續對生乳進行毒性重金屬的監控,以避免潛在污染在生產者與消費者皆不知情的情況下,悄悄進入食物供應鍊,同時對本地酪農產業及乳製品消費者帶來不同程度的傷害。

台灣乳製品的重金屬檢測

許多主要酪農產業國家,在過去二十年間便陸續開始持續追蹤與監控飼養環境裡水、飼料、以及生乳中各種重金屬的含量,並據以檢討污染來源與管控方式。而相關的殘留規範也在與時並進,以求在目前知識範圍內盡可能保障乳製品品質在人體可接受的安全限度內。

台灣過去在 2001 年前後也曾有研究單位進行本土各縣超過百家乳山羊及乳牛牧場的飲用水、飼料、糞便、以及生乳的重金屬曝露量調查,當時的資料即指出,少數飼料檢體出現鎘含量過高的問題(>10 μg/g);鮮乳重金屬指標基本上在安全範圍內,但生乳鉛含量卻較預期為高(0.1-0.12 μg/g)。這意味著動物本身可能累積了飲用水或飼料中所含的鉛,並移行至生乳之中 [4]。

近年來,小粒徑空氣懸浮顆粒(直徑 2.5-10 μm,即 PM2.5/10) 中所含的重金屬也被認為是重金屬污染源之一,特別是台灣西部從北到南,空污程度日益趨於嚴重;當針對台灣 PM2.5/10 分析其成份時,可以明確發現其中具有多種重金屬分布,其含量隨地域、污染源 (交通、產業類別、燃電等)而有差別 [5]。除了人體曝露造成直接的健康威脅外,這些懸浮顆粒還能透過進入水源、土壤、飼料儲存區造成本地環境二次污染。換句話說,台灣自然環境依然存在許多潛在重金屬曝露源,可能威脅到農牧業產品的安全品質。

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牛隻的飼料可能在未知的狀況下受到環境金屬汙染。圖/United Soybean Board @Flickr

台灣的先天氣候環境與傳統飲食習慣原本並不適合建立酪農產業,但在過去五十餘年產官學界的共同努力之下,目前已讓酪農產業紮根台灣社會並趨於成熟。

2014 年國家衛生研究院與澳洲蒙納許大學 (University of Monash) 針對台灣飲用乳品習慣進行統計分析,發現每日適當飲用乳品顯著降低國人疾病死亡率,特別是心血管疾病的致命風險 [6]。乳製品得以走入台灣人日常生活並對國民營養與健康水準做出貢獻,本土酪農業的發展功不可沒。

在酪農產業的持續發展過程中,必然不斷面臨新的經營管理以及產品品質管控問題,例如因人類活動而日益趨於複雜的各種環境污染物(各種重金屬、毒性有機分子如戴奧辛等)就是一個例子,它們可能以各種方式進入酪農產業的生產模式,同時損害了乳用動物的健康、生產乳品的品質與安全性,也威脅到了消費者的營養供應與健康;而酪農業者本身缺乏鑑别並評估環境污染物曝露風險的能力,在面臨環境污染物曝露時也同時成為受害者。針對此一議題的對策,實需依賴中央政府能有效地整合行政資源,協調環衛與畜牧研究單位評估各種新興污染物及曝露途徑,進行持續而完整追蹤研究,接下來才有可能釐清符合台灣本地酪農生產環境特性的污染模式,並據以制定相關法令規範,以及生產技術轉型與輔導,確保酪農產品的安全性甚至本土酪農產業的存續。

 

參考文獻

  1. Arianejad, M., et al., Levels of Some Heavy Metals in Raw Cow’s Milk from Selected Milk Production Sites in Iran: Is There any Health Concern? Health Promot Perspect, 2015. 5(3): p. 176-82.
  2. Licata, P., et al., Levels of “toxic” and “essential” metals in samples of bovine milk from various dairy farms in Calabria, Italy. Environ Int, 2004. 30(1): p. 1-6.
  3. Shailaja, M., et al., Lead and trace element levels in milk and blood of buffaloes (Bubalus bubalis) from Hyderabad, India. Bull Environ Contam Toxicol, 2014. 92(6): p. 698-702.
  4. Fan., W.-Y.T.a.Y.-K., Survey of Copper, Zinc, Cadmium and Lead contents in drinking water, ration, feces and raw milk of Dairy Cow and Goat in Taiwan. 2001.
  5. Yu-Cheng Chen, C.-Y.H., Sheng-Lun Lin, Guo-Ping Chang-Chien, Mu-Jean Chen, Guor-Cheng Fang, Hung-Che Chiang, Characteristics of Concentrations and Metal Compositions for PM2.5 and PM2.5–10
    in Yunlin County, Taiwan during Air Quality Deterioration. Aerosol and Air Quality Research, 2015. 15: p. 2571-2583.
  6. Huang, L.Y., et al., Optimal dairy intake is predicated on total, cardiovascular, and stroke mortalities in a Taiwanese cohort. J Am Coll Nutr, 2014. 33(6): p. 426-36.
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活躍星系核_96
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活躍星系核(active galactic nucleus, AGN)是一類中央核區活動性很強的河外星系。這些星系比普通星系活躍,在從無線電波到伽瑪射線的全波段裡都發出很強的電磁輻射。 本帳號發表來自各方的投稿。附有資料出處的科學好文,都歡迎你來投稿喔。 Email: contact@pansci.asia

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金魚的記憶才不只 7 秒!記憶力怎麼回事?好想要超大記憶容量
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2022/12/01 ・2720字 ・閱讀時間約 5 分鐘

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本文由 美光科技 委託,泛科學企劃執行。

你是不是也有過這樣的經驗?本來想上樓到房間拿個東西,進到房間之後卻忘了上樓的原因,還完全想不起來;到超巿想著要買三四樣東西回家,最後只記得其中兩樣,結果還把重要的一樣給漏了;手機 Line 群組裡發的訊息,看過一轉身回頭做事轉眼就忘了。

發生這種情況,是不是覺得很懊惱:明明才想好要幹嘛,才不過幾秒鐘的時間就全部忘記了?吼呦!我根本是金魚腦袋嘛!記憶力到底是怎麼回事啊?要是能擁有更好的記憶力就好了!

明明才想好要幹嘛,一轉眼卻又都忘記了。 圖/GIPHY

金魚的記憶才不只 7 秒!

忘東忘西,我是金魚腦?!無辜地的金魚躺著也中槍!被網路流傳的「魚只有 7 秒記憶」的說法牽累,老是被拖下水,被貼上「記憶力不好、健忘」的標籤,金魚恐怕要大大地舉「鰭」抗議了!魚的記憶只有 7 秒嗎?

根據研究顯示,魚類的記憶可以保持一到三個月,某些洄游的魚類都還記得小時候住過的地方的氣味,甚至記憶力可以維持到好幾年,相當於他們的一輩子。

還有科學家發現斑馬魚在經過訓練之後,可以很快學會如何走迷宮,根據聲音信號尋找食物。但是當牠們壓力過大時會記不住東西,注意力分散也會降低學習效率,而且記憶力也會隨著衰老而逐漸衰退。如此看來,斑馬魚的記憶特點是不是跟人類有相似之處。

記憶力到底是怎麼回事?

為什麼魚會有記憶?為什麼人會有記憶?記憶力跟腦袋好不好、聰不聰明有關係嗎?這個就要探究記憶歷程的形成源頭了。

依照訊息處理的過程,外界的訊息經由我們的感覺受器(個體感官)接收到此訊息刺激形成神經電位後,被大腦轉譯成可以被前額葉解讀的資訊,最終會在我們的前額葉進行處理,如果前額處理後認為是有意義的內容就有可能被記住。

在問記憶好不好之前,先了解記憶形成的過程。圖/GIPHY

根據英國神經心理學家巴德利 Alan Baddeley 提出的工作記憶模式,前額葉處理資訊的能力稱為「短期工作記憶」,而處理完有意義、能被記住的內容則是「長期記憶」。

你可能會好奇「那記憶能被延長嗎」?只要透過反覆背誦、重覆操作等練習,我們就有機會將短期記憶轉化為長期記憶了。

要是能有超大記憶容量就好了!

比如當我們在接聽客戶電話時,對方報出電話號碼、交辦待辦事項,從接收訊息、形成短暫記憶到資訊篩選方便後續處理,整個大腦記憶組織海馬迴區的運作,如果用電腦儲存區來類比,「短期記憶」就像隨機存取記憶體 RAM,能有效且短暫的儲存資訊,而「長期記憶」就是硬碟等儲存裝置。

從上一段記憶的形成過程,可以得出記憶與認知、注意力有關,甚至可以透過刻意練習、習慣養成和一些利用大腦特性的記憶法來輔助學習,並強化和延長記憶力。

雖然人的記憶可以被延長、認知可以被提高,但當日常生活和工作上,需要被運算處理以及被記憶理解的事物越來越多、越來越複雜,並且需要被快速、大量地提取使用時,那就不只是記憶力的問題,而是與資訊取用速度、條理梳理、記憶容量有關了!

日常生活中需要處理的事務越來越多,那就不只是記憶力的問題,而是有關記憶力容量的問題了……。圖/GIPHY

再加上短期記憶會隨著年齡增加明顯衰減,這時我們更需要借助一些外部「儲存裝置」來幫我們記住、保存更多更複雜的資訊!

美光推出高規格新一代快閃記憶體,滿足以數據為中心的工作負載

4K 影片、高清晰品質照片、大量數據、程式代碼、工作報告……在這個數據量大爆炸的時代,誰能解決消費者最大的儲存困擾,並滿足最快的資料存取速度,就能佔有這塊前景看好的市場!

全球第四大半導體公司—美光科技又領先群雄一步!除了推出 232 層 3D NAND 外,業界先進的 1α DRAM 製程節點可是正港 MIT,在台灣一條龍進行研發、製造、封裝。日前更宣布推出業界最先進的 1β DRAM,並預計明年於台灣量產喔! 

美光不久前宣布量產具備業界多層數、高儲存密度、高性能且小尺寸的 232 層 3D NAND Flash,能提供從終端使用者到雲端間大部分數據密集型應用最佳支援。 

美光技術與產品執行副總裁 Scott DeBoer 表示,美光 232 層 3D NAND Flash 快閃記憶體為儲存裝置創新的分水嶺,涵蓋諸多層面創新,像是使用最新六平面技術,讓高達 232 層的 3D NAND 就像立體停車場,能多層垂直堆疊記憶體顆粒,解決 2D NAND 快閃記憶體帶來的限制;如同一個收納達人,能在最小的空間裡,收納最多的東西。

藉由提高密度,縮小封裝尺寸,美光 232 層 3D NAND 只要 1.1 x 1.3 的大小,就能把資料盡收其中。此外,美光 232 層 NAND 存取速度達業界最快的 2.4GB/s,搭配每個平面數條獨立字元線,好比六層樓高的高速公路又擁有多條獨立運行的車道,能緩解雍塞,減少讀寫壽命間的衝突,提高系統服務品質。

結語

等真正能在大腦植入像伊隆‧馬斯克提出的「Neuralink」腦機介面晶片,讓大腦與虛擬世界溝通,屆時世界對資訊讀取、儲存方式可能又會有所不同了。

但在這之前,我們可以更靈活地的運用現有的電腦設備,搭配高密度、高性能、小尺寸的美光 232 層 NAND 來協助、應付日常生活上多功需求和高效能作業。

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參考資料

  1. https://pansci.asia/archives/101764
  2. 短期記憶與機制
  3. 感覺記憶、短期記憶、長期記憶  
  4. 注意力不集中?「利他能」真能提神變聰明嗎?

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【水獺媽媽專欄:從日常學永續】乳牛們的心情變好了,牛奶也會變好喝嗎?
PanSci_96
・2022/11/01 ・798字 ・閱讀時間約 1 分鐘

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我們都喝過牛奶、吃過雞蛋,但你知道應該怎麼照顧這些生產農產品的動物呢?牠們在生產人類食物或是成為食物之前,可是一個個的生命呢!

近年,聯合國持續推動「友善畜牧」,倡導對待雞、豬、牛等家禽家畜,應該從過去著重在防範汙染、促進產業發展,轉變為關注動物本身的健康和福利,將牠們視作事業夥伴,一起創造價值。

什麼是友善畜牧?要如何重視動物的健康福利呢?圖/水獺媽媽提供

那我們就舉乳牛為例吧!

平常我們趴在桌上睡午覺,一下子就會腳麻、手麻,而乳牛每天需要躺臥14個小時,那麼,乾淨舒適的休息空間是不是對牠們非常重要呢?

擁擠的畜舍、寄生蟲的傳播,都會讓乳牛生病,水泥地面或橡膠地面則會讓乳牛因容易滑倒、劈腿而受傷,高溫高濕的環境,也容易讓乳牛處於熱緊迫的狀態,就像我們中暑一樣,造成不適。

乳牛身體一不舒服,食慾就會降低,進而影響乳牛的乳量和乳液成分,就會使得我們買到的牛奶就不優囉!

畜牧友善前後的改變。圖/水獺媽媽提供

一起用行動支持友善畜牧吧!

台灣有不少人都喜歡喝鮮奶,甚至還有餵過牛牛,這種超值得炫耀的經驗。而說到鮮奶,大家想必都有自己的「愛牌」,像是「鮮乳坊」就是很多人喜歡的選擇之一,其創辦人暨獸醫師阿嘉,從2015年就開始實踐友善畜牧的精神,慢慢串聯認同理念的酪農,再將利潤投入產業永續發展。

大家下次去超市,記得可以注意「快樂牛牛」生產的鮮奶,一起用行動支持友善畜牧!

大家下次去超市,記得可以注意「快樂牛牛」生產的鮮奶,一起用行動支持友善畜牧!圖/水獺媽媽提供
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歐洲人克服乳糖不耐,少拉肚子就是達爾文贏家?
寒波_96
・2022/09/16 ・3812字 ・閱讀時間約 7 分鐘

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牛奶、羊奶等生乳中含有乳糖(lactose),可以被乳糖酶(lactase)分解。但是小朋友長大以後,乳糖酶基因便不再表現,失去消化乳糖的能力。幾千年前,世界各地卻出現多款基因突變,讓人能一輩子保有乳糖酶。2022 年一項針對歐洲的研究提出觀點:這項能力之所以受到天擇喜好,是因為能避免拉肚子!?

人類如今也發明去除乳糖的牛奶。圖/被拍電影耽誤的置入性行銷之神──Michael Bay 麥可貝

史上最強遺傳適應,演化過程出乎意料?

人類原本和眾多哺乳動物一樣,小時候依賴母乳餵食,長大後不再喝奶,乳糖酶也失去作用。但是隨著人類馴化牛、羊等動物,即使是成年人也常有機會吃奶。

另一方面,由於乳糖酶基因外頭的調控位置突變,使得許多歐洲、非洲人的酵素在成年後可以持續作用,稱為乳糖酶持續性(lactase persistence,簡稱 LP,也就是乳糖耐受),而且同樣效果的不同突變,至少獨立誕生過 5 次。

具有某方面優點,使得存在感增加的 DNA 變異,稱作遺傳適應(genetic adaptation)。已知的人類案例非常多,天擇的影響力有強有弱,LP 算是受到最強烈天擇力量的基因之一。

由此推敲,當人類開始養牛、養羊,又吃奶以後,同時衍生 LP 應該是順理成章的事?然而,一系列考古學、遺傳學、古代遺傳學的探索,卻徹底打破上述看似合理的推論。

首先,考古學調查發現人類在中東馴化牛、羊,吃奶的歷史至少有 9000 年,接著距今 7000 年前已經引進歐洲多處。再來,由遺骸中直接取得古代 DNA 得知,LP 遺傳變異要等到 4000 多年前才出現,而且超過 3000 年前都還很小眾,最近 2000 年內才大幅提升存在感。

顯而易見,人類開始吃奶的年代,比獲得成年後消化乳糖的能力,更早好幾千年。 2022 年新發表的研究透過更廣泛的取樣分析,再度確認這件事。

由陶器中取樣乳脂質的地點和年代。圖/參考資料 1

再度確認:吃奶比遺傳突變更早好幾千年

隨著技術進步,如今有好幾種方法判斷古代人會不會吃奶,像是分析牙結石中的乳蛋白、容器中的乳脂質等等。新研究偵測陶器中的乳脂質,包括以前發表 188 處,以及新取得 366 處,總共 554 處中東、歐洲的遺址中,得知 6899 件乳製品存在的紀錄。

吃奶的文化能追溯到中東,新石器時代擁有農業的人群,帶著他們的牛、羊一起移民歐洲,也將吃奶文化傳入歐洲。到了距今 7000 年前,歐洲各大地區已經出現乳製品。也許不見得會直接喝生乳,不過肯定存在起司等生乳加工的食品。

比較特殊的是巴爾幹半島,現在的希臘。那時居民會養牛,養羊,吃肉肉;但是分析超過 870 件陶器,完全見不到乳脂質的蹤影。此處或許更晚才建立起吃奶文化。

總之,7000 年前吃奶文化已經廣傳歐洲各地。相比之下,比對不同年代、地點的死人骨頭取樣,消化乳糖的 LP 遺傳變異最早在 4600 年前現蹤,比吃奶晚很多。

而且 LP 出現一段時間後,存在感依然非常低,距今 3000 到 5000 年前的青銅時代,LP 並沒有什麼過人之處。到此為止,LP 只能說是人類族群中的一款普通變異,還不能算是遺傳適應。

不同年代,歐洲各地的吃奶狀況。距今 7000 年前之際(5000 BC)吃奶已經相當普及。圖/參考資料 1

現代社會:能代謝乳糖沒有好處,不能代謝只有小小壞處

儘管比本來以為的晚很多,LP 遺傳變異在歐洲族群的比例,還是於最近 3000 年內明顯上升。它到底因為什麼優點才受到天擇青睞,歷來爭論不休,有人提出營養、維生素D 等假說,可是都缺乏決定性的證據。

搜集幾十萬人遺傳資訊的英國生物樣本庫(UK Biobank),近來被大量用於各色分析。這項研究從中探討 LP 的影響,分析對象中大部分人具有 LP,少數人沒有(論文用語是 lactase non-persistent,縮寫為 LNP,也就是乳糖不耐)。比對得知,LP 並不會影響喝奶、食用乳製品的行為。

直接喝奶才有乳糖代謝的問題,加工成起司等乳製品可以避免,但是「問題」也許不是真的問題。更進一步比對,LP 對於健康狀況也沒什麼影響。簡單說就是:對 33 萬位英國人的分析發現,LP 與否,無關緊要。

加上其餘資訊推論,現代社會在正常情況下,缺乏 LP 大概就是喝奶拉肚子,不是什麼嚴重的問題。例如隨著中國經濟發展,沒有 LP 的中國人大量喝奶,多數也沒怎麼樣。

這也符合台灣人的經驗,台灣人配備 LP 的比例不高,可是隨著飲食習慣改變,多數人也就是這樣喝奶。另外喝奶會改變人的腸道菌,影響消化狀況,也是一個影響因素。

普遍缺乏 LP 的台灣人,很多人也是生乳照樣喝。圖/[廣宣] 牛奶妹 徵求中興大學牧場鮮奶長期訂戶

飢荒、疾病,時代力量的逆境考驗?

為了解釋歐洲歷史上 LP 比例的大幅上升,許多論點提出喝奶的優點,但是想想頗有可疑。把鮮奶加工製成乳製品,就能輕易抵銷 LP 問題,即使是飢荒時節也不例外;不能直接喝奶也不會餓死,吃起司就好。在營養加分方面,能喝奶真的有什麼優勢嗎?

由人群中遺傳變異的比例變化,我們能評估天擇影響的結果,但是不見得能抓到當初天擇真正的目標。新研究的分析指出,LP 的意義似乎不在創造優勢,而是避免劣勢。

跑完一大堆統計分析後,有兩項因素和 LP 的關聯性最高。一項是人口數量的波動,另一項是人口的密度。論文的解釋是,人口數量波動和飢荒有關(飢荒讓人口減少),密度和傳染病有關(人變多會增加傳染病的機率)。

沒有 LP 的人直接喝奶,副作用往往是腹瀉,在豐衣足食的現代社會多半沒有大害,還能刺激代謝,順便減肥;雖然對某些人而言,拉肚子依然是困擾的問題。

至於營養不良的人,腹瀉更可能出問題;某些疾病下,拉肚子造成脫水,容易重傷害健康。時常被營養不良、傳染病、飢荒等災厄糾纏,是古代的常態。

由此推論,不論是饑荒的短期逆境,或是傳染病的長期逆境(論文沒有特別討論,我想也包括寄生蟲?),配備 LP 的人由於能少拉肚子,生存機率也會大一點。

不同地區的人群,在不同年代的 LP 人口比例。圖/參考資料 1

魔鬼藏在拉肚子?

影響最大的年齡層可能介於 5 到 18 歲。此一小大人的階段,乳糖酶將漸漸失去作用;營養不良、體弱多病的人身體比較脆弱,拉肚子是要命的事,這或許正是天擇的目標!

古時候衛生狀況不佳,拉肚子大概很常見,而未成年人的死亡率也遠勝現在,小孩死掉並不意外。在此之下,能減少拉肚子的 LP 遺傳變異,長期累積下來,正面影響力或許頗為可觀。

這項研究的說法是否正確?它仍不足以算是決定性的證據,不過脈絡頗有道理。非洲也有多個獨立誕生的 LP 遺傳變異,相較於歐洲了解少很多,這是個潛在的研究方向。

另外不可忽視,讓乳糖酶維持作用的 LP 遺傳變異,也受到飲食習慣、生活背景影響,不單純是遺傳的事。例如自古牧業發達的蒙古、哈薩克,居民的 LP 比例一直很低,幾千年來也活得很好。少拉肚子也許能解釋歐洲的狀況,其餘地區不宜過度延伸。

延伸閱讀

參考資料

  1. Evershed, R. P., Davey Smith, G., Roffet-Salque, M., Timpson, A., Diekmann, Y., Lyon, M. S., … & Thomas, M. G. (2022). Dairying, diseases and the evolution of lactase persistence in Europe. Nature, 1-10.
  2. The mystery of early milk consumption in Europe
  3. Famine and disease drove the evolution of lactose tolerance in Europe
  4. How humans’ ability to digest milk evolved from famine and disease
  5. Ancient Europeans farmed dairy—but couldn’t digest milk

本文亦刊載於作者部落格《盲眼的尼安德塔石匠》暨其 facebook 同名專頁

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寒波_96
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生命科學碩士、文學與電影愛好者、戳樂黨員,主要興趣為演化,希望把好東西介紹給大家。部落格《盲眼的尼安德塔石器匠》、同名粉絲團《盲眼的尼安德塔石器匠》。